8 MB L3 快取與 Hyper-Threading
256 KB L2 快取與 8 MB L3 快取
較之 Core 2，在 Intel 為 Nehalem 帶來的諸多變動中，新快取結構是改善效能方面最為關鍵的。L1 快取保持不變，劃分為 32 KB 資料與 32 KB 指令部分。不過 Core 2 Duo 處理器具備最高達 6 MB 的共享快取，而四核 Core i7 的每一核都擁有本身的256 KB L2 快取，另外處理器具備所有四核共享的 8 MB L3 快取。
這種組態的優點在於單一執行緒應用軟體可存取完整8 MB L3 快取。這在 Core 2 Quad 處理器上是不可能發生的，因為 Core 2 Quad 上 12 MB L2 快取分成兩半，每一半都放在組成四核封裝的其中一個雙核裸晶上。
龐大 L3 快取的另一優點是所有四核都可搭配單一資料集運作，而不必在數個快取之間複製；這樣可節省空間，讓更多資料留在快取上。較之擁有兩個獨立快取的 Core 2 CPU，核心之間的資料交換也受益於大幅速度提升的好處。
Hyper-Threading
Hyper-Threading 最早是在 NetBurst 架構的 Pentium 4 / Pentium D 系列中發表，但當時未能提供任何有實質意義的效能提升。雖然這項技術已消失於桌面環境－具備這項技術的上一顆 CPU 是 Pentium Extreme Edition 965－但又藉由 Atom 等其他處理器捲土再來。
Hyper-Threading 的原始設計意圖在於改善桌面環境的多工能力。就某種程度而言，這項技術運作相當好，在日常運作中的表現也相當出色。就目前四核處理器而言，Hyper-Threading 在多執行緒能力上的實際表現就差多了，因為這類處理器早就提供足夠核心以處理大數量的執行緒。不過由於最新應用軟體都可同時執行數個執行緒，因此也用得上額外的虛擬核心，提高了 CPU 的整體使用率。
Intel 發表 Core 2 處理器時似乎是向 Hyper-Threading 說再見，但卻在 Core i7 中重現：Core i7 所有型號都具備了 Hyper-Threading 功能。在我們的測試之下，只有少數時下應用軟體會遭遇小幅效能損失。整體上而言，測試數字可以證明重新導入 Hyper-Threading 是 Intel 一次正確的決定。對於這麼多應用軟體對 Hyper-Threading 展現正面反應，帶來效能上的提升，我們也感到意外。
